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Let's play a game.
翻訳: Hiroshi Uchiyama 校正: Tomoyuki Suzuki
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Imagine that you are in Las Vegas,
ゲームをしてみましょう
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in a casino,
想像してください
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and you decide to play a game on one of the casino's computers,
あなたはラスベガスにいて
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just like you might play solitaire or chess.
カジノにあるコンピュータの1台で ゲームをすることにします
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The computer can make moves in the game, just like a human player.
ソリティアやチェスをするみたいに
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This is a coin game.
コンピュータは人間と同じように 手を進めることができます
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It starts with a coin showing heads,
これはコインゲームです
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and the computer will play first.
まずコインを表にして始めます
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It can choose to flip the coin or not,
先手はコンピュータです
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but you don't get to see the outcome.
コンピュータは コインの表裏を 反転させるかどうかを決めますが
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Next, it's your turn.
あなたに結果は知らされません
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You can also choose to flip the coin or not,
次はあなたの番です
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and your move will not be revealed to your opponent, the computer.
同じようにコインを 反転させるかどうかを選択しますが
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Finally, the computer plays again, and can flip the coin or not,
相手であるコンピュータには その結果は知らされません
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and after these three rounds,
最後に再びコンピュータが コインを反転させるかを選びます
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the coin is revealed,
この3回のプレイの後
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and if it is heads, the computer wins,
コインの表裏が明かされます
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if it's tails, you win.
表が出たらコンピュータの勝ちで
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So it's a pretty simple game,
裏ならあなたの勝ちです
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and if everybody plays honestly, and the coin is fair,
とても単純なゲームですが
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then you have a 50 percent chance of winning this game.
皆さんが正直にゲームして コインが公正なものなら
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And to confirm that,
このゲームに50%の確率で 勝てるはずです
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I asked my students to play this game on our computers,
その確認のために
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and after many, many tries,
コンピュータを相手に このゲームをするように学生に指示し
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their winning rate ended up being 50 percent, or close to 50 percent,
多くの試行を繰り返したところ
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as expected.
勝率は50%か 50%に近い値となり
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Sounds like a boring game, right?
予想通りの結果になりました
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But what if you could play this game on a quantum computer?
何だか退屈なゲームですよね?
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Now, Las Vegas casinos do not have quantum computers,
でも量子コンピュータで このゲームをしたらどうなるでしょう?
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as far as I know,
ラスベガスのカジノには 私の知る限り
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but IBM has built a working quantum computer.
量子コンピュータはありませんが
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Here it is.
IBMは動作する量子コンピュータを 製作しました
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But what is a quantum computer?
これがその写真です
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Well, quantum physics describes
量子コンピュータとは何でしょうか
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the behavior of atoms and fundamental particles,
量子物理学は
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like electrons and photons.
原子や 電子や光子といった素粒子の
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So a quantum computer operates
振る舞いを説明します
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by controlling the behavior of these particles,
量子コンピュータは
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but in a way that is completely different from our regular computers.
このような素粒子の動きを 制御することで動作するので
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So a quantum computer is not just a more powerful version
従来型のコンピュータとは 全く異なります
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of our current computers,
量子コンピュータは 従来型のコンピュータを
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just like a light bulb is not a more powerful candle.
単に強化したものではありません
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You cannot build a light bulb by building better and better candles.
電球がろうそくを強化したものでは ないのと同じです
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A light bulb is a different technology,
どんなにろうそくを改良しても 電球は作れません
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based on deeper scientific understanding.
電球はまったく異なる技術であり
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Similarly, a quantum computer is a new kind of device,
より高度な科学的理解に基づいています
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based on the science of quantum physics,
同様に量子コンピュータは 新しいタイプの機器であって
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and just like a light bulb transformed society,
量子物理学に基づいており
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quantum computers have the potential to impact
電球が社会を変革させたように
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so many aspects of our lives,
量子コンピュータは 私たちの生活の多くの面で
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including our security needs, our health care and even the internet.
影響を与える可能性を秘めています
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So companies all around the world are working to build these devices,
安全に関するニーズや 医療、インターネットにまで及びます
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and to see what the excitement is all about,
そのような機器を作ろうと 世界中の企業が取り組んでいます
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let's play our game on a quantum computer.
その素晴らしさを知るために 先ほどのゲームを
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So I can log into IBM's quantum computer from right here,
量子コンピュータで プレイしてみましょう
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which means I can play the game remotely,
IBMの量子コンピュータに ここからログインできます
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and so can you.
つまり遠隔操作でゲームが できるのです
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To make this happen, you may remember getting an email ahead of time, from TED,
皆さんだってできます
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asking you whether you would choose to flip the coin or not,
プレイの前に確認です 事前にTEDから 電子メールが送られてきましたね
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if you played the game.
皆さんがゲームをプレイするとしたら コインを反転させるかどうか
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Well, actually, we asked you to choose between a circle or a square.
決めて欲しいというお願いでした
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You didn't know it, but your choice of circle meant "flip the coin,"
実際の質問は 円と正方形の どちらかを選択するというものでした
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and your choice of square was "don't flip."
実は 円は「コインを反転させる」
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We received 372 responses.
正方形は「反転させない」という 意味だったのです
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Thank you.
372通の回答を頂きました
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That means we can play 372 games against the quantum computer
ありがとう
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using your choices.
これで量子コンピュータを相手に 皆さんの選択を利用して
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And it's a pretty fast game to play,
372回ゲームができます
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so I can show you the results right here.
すぐに決着がつくゲームなので
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Unfortunately, you didn't do very well.
今ここで結果をお見せできます
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(Laughter)
残念ですが 皆さんの勝率は 芳しくありません
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The quantum computer won almost every game.
(笑)
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It lost a few only because of operational errors in the computer.
量子コンピュータがほとんどの回で 勝利を収めています
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(Laughter)
数回負けたのはコンピュータ内部の エラーによるものでした
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So how did it achieve this amazing winning streak?
(笑)
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It seems like magic or cheating,
ではどのようにして 見事に連勝したのでしょうか?
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but actually, it's just quantum physics in action.
マジックか いかさまのようにも 思われますが
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Here's how it works.
実際には量子物理学が 作用しているだけです
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A regular computer simulates heads or tails of a coin as a bit,
その仕組みを説明しましょう
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a zero or a one,
通常のコンピュータはコインの表裏を ビットでシミュレートします
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or a current flipping on and off inside your computer chip.
つまり0か1 あるいは
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A quantum computer is completely different.
コンピュータチップ内の 反転させる させないで表すのです
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A quantum bit has a more fluid, nonbinary identity.
量子コンピュータは全く異なります
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It can exist in a superposition, or a combination of zero and one,
量子ビットは より流動的で 2値的なものではありません
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with some probability of being zero and some probability of being one.
0である可能性と 1である可能性の 重ね合わせ つまり
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In other words, its identity is on a spectrum.
0と1の組み合わせとして 存在することが出来ます
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For example, it could have a 70 percent chance of being zero
言い換えると その実体は 連続的な存在なのです
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and a 30 percent chance of being one
それは例えば 0である確率が70%で
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or 80-20 or 60-40.
1である確率が30%だったり
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The possibilities are endless.
それぞれの確率が80%と20%や 60%と40%だったりするのです
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The key idea here
無限の組み合わせがあり得ます
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is that we have to give up on precise values of zero and one
カギとなる考え方は
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and allow for some uncertainty.
0か1のどちらかだけであるといった 考えを捨て
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So during the game,
不確定性を認めることです
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the quantum computer creates this fluid combination of heads and tails,
このゲームにおいては
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zero and one,
量子コンピュータは 表と裏 つまり0と1の
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so that no matter what the player does,
混合状態を作り出して
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flip or no flip,
プレイヤーの選択肢 つまり
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the superposition remains intact.
反転させるかどうかに関わらず
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It's kind of like stirring a mixture of two fluids.
重ね合わせ状態が 変化しないようにできます
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Whether or not you stir, the fluids remain in a mixture,
それは2種類の液体の混合液を 攪拌するようなものです
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but in its final move,
攪拌するしないに関わらず 液体は混合液のままであるのと同じです
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the quantum computer can unmix the zero and one,
しかし 最後の手番で
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perfectly recovering heads so that you lose every time.
量子コンピュータは0と1を分離し
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(Laughter)
必ず表を出し 皆さんは毎回負けることになります
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If you think this is all a bit weird, you are absolutely right.
(笑)
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Regular coins do not exist in combinations of heads and tails.
ちょっと不思議だと 思っても当然のことです
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We do not experience this fluid quantum reality
表と裏の混在なんて ふつうのコインにはありえません
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in our everyday lives.
日常生活の中では この流動的な量子論的リアリティを
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So if you are confused by quantum,
経験することはありません
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don't worry, you're getting it.
もし量子によって混乱しているなら
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(Laughter)
気にしないで すぐ理解できます
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But even though we don't experience quantum strangeness,
(笑)
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we can see its very real effects in action.
量子の奇妙なふるまいを 経験しないにしても
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You've seen the data for yourself.
その効果を実際に 見ることができます
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The quantum computer won
皆さんは 自分でデータを ご覧になりました
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because it harnessed superposition and uncertainty,
量子コンピュータが勝利したのは
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and these quantum properties are powerful,
重ね合わせと不確定性を 利用したからです
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not just to win coin games,
そして このような量子の性質は
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but also to build future quantum technologies.
コインを使ったゲームで 勝利するに留まらず
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So let me give you three examples of potential applications
未来の量子技術を 築くほどまでに強力なのです
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that could change our lives.
ここで私たちの生活を変える 可能性のある応用例を
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First of all, quantum uncertainty could be used to create private keys
3つ示します
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for encrypting messages sent from one location to another
まず第1に 量子の不確定性は 秘密鍵の生成に利用できるかもしれません
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so that hackers could not secretly copy the key perfectly,
ある所から別の場所に メッセージを暗号化して送る際に
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because of quantum uncertainty.
盗聴者が秘密裏に鍵を 完璧にコピーすることを防止できる
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They would have to break the laws of quantum physics
量子の不確定性を利用した暗号鍵です
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to hack the key.
暗号鍵を盗聴するには 量子物理学の法則を
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So this kind of unbreakable encryption is already being tested by banks
破らなければなりません
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and other institutions worldwide.
この様な解読不可能な暗号化は 世界中の銀行やその他の機関によって
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Today, we use more than 17 billion connected devices globally.
すでに試験が行われています
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Just imagine the impact quantum encryption could have in the future.
現在 全世界で170億台もの機器が ネットに接続されています
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Secondly, quantum technologies could also transform health care and medicine.
量子暗号が将来に与える影響を 想像してみてください
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For example, the design and analysis of molecules for drug development
2つ目に 量子技術は医療や医薬品も 変革させるかもしれません
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is a challenging problem today,
例えば医薬品開発での 分子設計と分析が
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and that's because exactly describing and calculating
現時点の難題です
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all of the quantum properties of all the atoms in the molecule
分子内のすべての原子 そしてその原子の量子特性を
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is a computationally difficult task, even for our supercomputers.
正確に記述し 計算することは
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But a quantum computer could do better,
スーパーコンピュータの計算能力さえも 超えた困難な作業だからです
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because it operates using the same quantum properties
しかし量子コンピュータなら 上手くいくかもしれません
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as the molecule it's trying to simulate.
シミュレートしようとしている分子と 同じ量子特性を利用して
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So future large-scale quantum simulations for drug development
動作しているのですから
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could perhaps lead to treatments for diseases like Alzheimer's,
未来の医薬品開発における 大規模な量子シミュレーションは
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which affects thousands of lives.
多くの人命にかかわる アルツハイマー疾患などの治療を
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And thirdly, my favorite quantum application
可能にするかもしれません
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is teleportation of information from one location to another
そして3つ目は わたしのお気に入りの応用例で
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without physically transmitting the information.
ある場所から他の場所への 情報のテレポーテーションです
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Sounds like sci-fi, but it is possible,
情報を物理的に 送信する訳ではありません
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because these fluid identities of the quantum particles
SFのように聞こえますが可能なのです
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can get entangled across space and time
それは量子的な粒子の持つ 流動的な性質が
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in such a way that when you change something about one particle,
時空を超えて 「量子もつれ」を生じさせます
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it can impact the other,
これは 一方の粒子を変化させたとき
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and that creates a channel for teleportation.
他方の粒子に影響が及ぶことで
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It's already been demonstrated in research labs
テレポーテーションの 伝送路を創り出せるのです
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and could be part of a future quantum internet.
すでに研究所で実証されていて
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We don't have such a network as yet,
将来の量子インターネットの 構成要素になるかもしれません
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but my team is working on these possibilities,
そのようなネットワークは まだありませんが
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by simulating a quantum network on a quantum computer.
私たちのチームは 量子コンピュータ上で
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So we have designed and implemented some interesting new protocols
量子ネットワークのシミュレーションを行い その可能性に取り組んでいます
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such as teleportation among different users in the network
私たちは興味深いプロトコル(通信規約)を 設計し実装しました
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and efficient data transmission
ネットワーク上の異なるユーザー間の テレポーテーションや
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and even secure voting.
効率的なデータ送信や
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So it's a lot of fun for me, being a quantum physicist.
安全な投票プロトコルさえあります
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I highly recommend it.
量子物理学者である私にとって 多くの楽しみがあります
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(Laughter)
皆さんにもお勧めしますよ
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We get to be explorers in a quantum wonderland.
(笑)
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Who knows what applications we will discover next.
私たちは 量子の不思議の国の 探検家になるのです
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We must tread carefully and responsibly
次にどんな応用が見つかるか 誰にも分かりません
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as we build our quantum future.
量子の未来を築く時には 慎重かつ責任を持って
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And for me, personally,
歩みを進めなければなりません
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I don't see quantum physics as a tool just to build quantum computers.
そして私自身は 量子物理学を
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I see quantum computers as a way for us to probe the mysteries of nature
量子コンピュータを作るためだけの 道具とは考えていません
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and reveal more about this hidden world outside of our experiences.
自然の神秘を探り 私たちの経験を超えた 世界のベールをはがす一つの手段として
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How amazing that we humans,
量子コンピュータを 見ているのです
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with our relatively limited access to the universe,
私たち人類の素晴らしさは
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can still see far beyond our horizons
宇宙へのアクセスが 比較的限られているのにも関わらず
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just using our imagination and our ingenuity.
想像力と独創性を活用することで
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And the universe rewards us
その先の世界も 見通せることにあります
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by showing us how incredibly interesting and surprising it is.
宇宙は それに応えるように
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The future is fundamentally uncertain,
宇宙が どれほど興味深く 驚異的であるかを見せてくれます
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and to me, that is certainly exciting.
未来は基本的に不確定であることが
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Thank you.
私をとてもワクワクさせるのです
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(Applause)
ありがとう